天然气中温SOFCs阳极材料钴掺杂氧化铈的制备与性能研究

【摘要】：采用溶胶-凝胶法合成了新型中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阳极材料Ce1-xCoxOy(x=0.10,0.15,0.20,0.25,0.30)(CDC),并采用共压-共烧结法制备了以NiO-CDC复合阳极为支撑、以Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)为电解质、以La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)-GDC为复合阴极的单电池.利用XRD和SEM等方法对阳极材料进行了晶相结构、微观形貌和化学相容性等分析.在400~700℃范围内,以加湿天然气(3%H2O)为燃料气,氧气为氧化气测试了电池的电化学性能.结果表明:CDC阳极材料具有良好的孔道结构;八种不同阳极组成的单电池中50wt%NiO-50wt%Ce0.8Co0.2Oy(C20C80)阳极支撑的单电池具有最佳的电化学性能,在650℃时其最大电流密度为148.84mA/cm2,最大比功率为30.91mW/cm2. 【作者单位】： 新疆大学化学与化工学院;
【关键词】： 中温固体氧化物燃料电池 过渡金属 钴掺杂的氧化铈 电导率 阳极材料 电化学性能 单电池 比功率 电解质 化学相容性
【基金】：国家自然科学基金(50662005)
【分类号】：TM911.4
【正文快照】： 固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种新型的高效洁净的能源转化装置.传统的以氢气为燃料的SOFCs需要工作在1000℃左右,对连接材料和密封材料的要求较高,降低了其使用的经济性.因此,中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)是SOFCs发展的必然趋势之一[1].近年来,世界各国都在研究IT-SOFC

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